La balanza amperimétrica (también balanza de corriente o balanza Kelvin ) es un aparato electromecánico utilizado para la medición precisa de la unidad SI de corriente eléctrica , el amperio . Fue inventado por William Thomson, primer barón Kelvin .
La corriente que se desea medir pasa en serie por dos bobinas de alambre, una de las cuales está unida a un brazo de una balanza sensible . La fuerza magnética entre las dos bobinas se mide por la cantidad de peso que se necesita en el otro brazo de la balanza para mantenerla en equilibrio. Esto se utiliza para calcular el valor numérico de la corriente.
La principal debilidad de la balanza amperimétrica es que el cálculo de la corriente involucra las dimensiones de las bobinas. Por lo tanto, la precisión de la medición de la corriente está limitada por la precisión con la que se pueden medir las bobinas y su rigidez mecánica.
Una versión más complicada de una balanza de amperios, que elimina esta fuente de inexactitud mediante un paso de calibración, es la balanza Kibble , inventada por Bryan Kibble en 1975. Este dispositivo experimental fue desarrollado en laboratorios de metrología gubernamentales de todo el mundo con el objetivo de proporcionar una definición más precisa del kilogramo , el estándar mundial de masa . En esta aplicación, la balanza Kibble funciona en sentido inverso a la balanza Ampere: se utiliza para pesar el Prototipo Internacional del Kilogramo , definiendo el kilogramo en términos de una corriente eléctrica y un voltaje. Dado que el voltaje y la corriente ya están definidos en términos de constantes físicas fundamentales como la constante de Planck y la velocidad de la luz , esto ha creado una nueva definición del kilogramo en términos de estas constantes fundamentales. [ cita requerida ] Esta es una definición más estable que la anterior, que se basaba en el prototipo físico kilogramo que es vulnerable a daños y deterioro con el paso de los años.
Se pueden obtener lecturas aproximadas leyendo la posición del peso en la balanza, o se puede obtener una lectura más precisa de la siguiente manera: el borde superior del estante sobre el que se deslizan los pesos está graduado en divisiones iguales, y el peso está provisto de una lengüeta afilada de metal para que su posición en el estante pueda determinarse con precisión. Como la corriente que pasa a través de la balanza cuando se obtiene el equilibrio con un peso dado es proporcional a la raíz cuadrada del par debido a este peso, se deduce que la intensidad de la corriente cuando se obtiene el equilibrio es proporcional al producto de la raíz cuadrada del peso utilizado y el desplazamiento de este peso desde su posición cero. Cada instrumento está acompañado por un par de pesas y por una tabla de raíces cuadradas, de modo que el producto de las raíces cuadradas del número correspondiente a la posición del peso deslizante y la constante determinada para cada peso, da de inmediato el valor de la corriente en amperios. Cada una de estas balanzas está hecha para cubrir un cierto rango de lectura. Así, la balanza de centiamperios va de 1 a 100 centiamperios, la balanza de deciamperios va de 1 a 100 deciamperios, la balanza de amperios va de 1 a 100 amperios, etc.
